教學課程:探索使用最上層語句在學習時建置程式碼的想法

在本教學課程中,您將了解如何:

  • 瞭解管理您使用最上層語句的規則。
  • 使用最上層語句來探索演算法。
  • 重構探索至可重複使用的元件。

必要條件

您必須設定您的電腦以執行 .NET 6,其中包含 C# 10 編譯器。 從 Visual Studio 2022.NET 6 SDK開始,可以使用 C# 10 編譯器。

本教學課程假設您已熟悉 C# 和 .NET,包括 Visual Studio 或 .NET CLI。

開始探索

最上層語句可讓您避免將程式進入點放在類別的靜態方法中,以避免需要額外的必要條件。 新主控台應用程式的一般起點看起來像下列程式碼:

using System;

namespace Application
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Hello World!");
        }
    }
}

上述程式碼是執行 dotnet new console 命令並建立新主控台應用程式的結果。 這 11 行只包含一行可執行檔程式碼。 您可以使用新的最上層語句功能來簡化該程式。 這可讓您移除此程式中的所有行,但其中兩行:

// See https://aka.ms/new-console-template for more information
Console.WriteLine("Hello, World!");

重要

.NET 6 的 C# 範本會使用 最上層語句。 如果您已經升級至 .NET 6,您的應用程式可能不符合本文中的程式碼。 如需詳細資訊,請參閱新 C# 範本產生最上層語句的文章

.NET 6 SDK 也會為使用下列 SDK 的專案新增一組隱含global using 指示詞:

  • Microsoft.NET.Sdk
  • Microsoft.NET.Sdk.Web
  • Microsoft.NET.Sdk.Worker

這些隱含 global using 指示詞包含專案類型的最常見命名空間。

這項功能可簡化開始探索新想法所需的專案。 您可以使用最上層語句來編寫腳本案例,或探索。 一旦基本概念正常運作,您就可以開始重構程式碼,並建立方法、類別或其他元件,以用於您已建置的可重複使用元件。 最上層語句可啟用快速實驗和初學者教學課程。 它們也會提供從實驗到完整程式的順暢路徑。

最上層語句會依出現在檔案中的順序來執行。 最上層語句只能用於您應用程式中的一個原始程式檔。 如果您在多個檔案中使用編譯器,則會產生錯誤。

建置魔術 .NET 回應電腦

在本教學課程中,讓我們建置主控台應用程式,以隨機答案回答「是」或「否」問題。 您將逐步建置功能。 您可以專注于工作,而不是一般程式結構所需的一般程式。 然後,當您滿意功能之後,您可以視需要重構應用程式。

良好的起點是將問題寫回主控台。 您可以從撰寫下列程式碼開始:

Console.WriteLine(args);

您不宣告 args 變數。 針對包含最上層語句的單一原始程式檔,編譯器會辨識 args 為表示命令列引數。 args 的類型是 string[] ,如同所有 C# 程式一樣。

您可以執行下列 dotnet run 命令來測試程式碼:

dotnet run -- Should I use top level statements in all my programs?

命令列上的 之後 -- 的 引數會傳遞至程式。 您可以看到變數的類型 args ,因為這是列印到主控台的內容:

System.String[]

若要將問題寫入主控台,您必須列舉引數,並使用空格加以分隔。 以 WriteLine 下列程式碼取代 呼叫:

Console.WriteLine();
foreach(var s in args)
{
    Console.Write(s);
    Console.Write(' ');
}
Console.WriteLine();

現在,當您執行程式時,它會正確地將問題顯示為引數字串。

以隨機答案回應

回應問題之後,您可以新增程式碼來產生隨機答案。 從新增可能答案的陣列開始:

string[] answers =
{
    "It is certain.",       "Reply hazy, try again.",     "Don’t count on it.",
    "It is decidedly so.",  "Ask again later.",           "My reply is no.",
    "Without a doubt.",     "Better not tell you now.",   "My sources say no.",
    "Yes – definitely.",    "Cannot predict now.",        "Outlook not so good.",
    "You may rely on it.",  "Concentrate and ask again.", "Very doubtful.",
    "As I see it, yes.",
    "Most likely.",
    "Outlook good.",
    "Yes.",
    "Signs point to yes.",
};

此陣列有十個答案為肯定性、五個為非認可,以及五個為負數。 接下來,新增下列程式碼,以從陣列產生並顯示隨機答案:

var index = new Random().Next(answers.Length - 1);
Console.WriteLine(answers[index]);

您可以再次執行應用程式以查看結果。 您應該會看到類似下列輸出的內容:

dotnet run -- Should I use top level statements in all my programs?

Should I use top level statements in all my programs?
Better not tell you now.

此程式碼會回答問題,但讓我們再新增一項功能。 您想要讓問題應用程式模擬思考答案。 您可以藉由新增一些 ASCII 動畫,並在運作時暫停來執行此動作。 在回應問題的行後面新增下列程式碼:

for (int i = 0; i < 20; i++)
{
    Console.Write("| -");
    await Task.Delay(50);
    Console.Write("\b\b\b");
    Console.Write("/ \\");
    await Task.Delay(50);
    Console.Write("\b\b\b");
    Console.Write("- |");
    await Task.Delay(50);
    Console.Write("\b\b\b");
    Console.Write("\\ /");
    await Task.Delay(50);
    Console.Write("\b\b\b");
}
Console.WriteLine();

您也需要將 語句新增 using 至原始程式檔頂端:

using System.Threading.Tasks;

語句 using 必須位於檔案的任何其他語句之前。 否則,這是編譯器錯誤。 您可以再次執行程式,並查看動畫。 這可提供更好的體驗。 實驗延遲的長度,以符合您的體驗。

上述程式碼會建立一組以空格分隔的旋轉線。 await新增 關鍵字會指示編譯器將程式進入點產生為具有 async 修飾詞的方法,並傳 System.Threading.Tasks.Task 回 。 此程式不會傳回值,因此程式進入點會 Task 傳回 。 如果您的程式傳回整數值,您會將 return 語句新增至最上層語句的結尾。 該 return 語句會指定要傳回的整數值。 如果您的最上層語句包含 await 運算式,則傳回類型會 System.Threading.Tasks.Task<TResult> 變成 。

重構未來

您的程式看起來應該像下列程式碼:

Console.WriteLine();
foreach(var s in args)
{
    Console.Write(s);
    Console.Write(' ');
}
Console.WriteLine();

for (int i = 0; i < 20; i++)
{
    Console.Write("| -");
    await Task.Delay(50);
    Console.Write("\b\b\b");
    Console.Write("/ \\");
    await Task.Delay(50);
    Console.Write("\b\b\b");
    Console.Write("- |");
    await Task.Delay(50);
    Console.Write("\b\b\b");
    Console.Write("\\ /");
    await Task.Delay(50);
    Console.Write("\b\b\b");
}
Console.WriteLine();

string[] answers =
{
    "It is certain.",       "Reply hazy, try again.",     "Don't count on it.",
    "It is decidedly so.",  "Ask again later.",           "My reply is no.",
    "Without a doubt.",     "Better not tell you now.",   "My sources say no.",
    "Yes – definitely.",    "Cannot predict now.",        "Outlook not so good.",
    "You may rely on it.",  "Concentrate and ask again.", "Very doubtful.",
    "As I see it, yes.",
    "Most likely.",
    "Outlook good.",
    "Yes.",
    "Signs point to yes.",
};

var index = new Random().Next(answers.Length - 1);
Console.WriteLine(answers[index]);

上述程式碼合理。 這麼做確實有成效。 但無法重複使用。 現在您已讓應用程式運作,現在可以提取可重複使用的元件。

其中一個候選項目是顯示等候動畫的程式碼。 該程式碼片段可能會成為方法:

您可以從在檔案中建立本機函式開始。 以下列程式碼取代目前的動畫:

await ShowConsoleAnimation();

static async Task ShowConsoleAnimation()
{
    for (int i = 0; i < 20; i++)
    {
        Console.Write("| -");
        await Task.Delay(50);
        Console.Write("\b\b\b");
        Console.Write("/ \\");
        await Task.Delay(50);
        Console.Write("\b\b\b");
        Console.Write("- |");
        await Task.Delay(50);
        Console.Write("\b\b\b");
        Console.Write("\\ /");
        await Task.Delay(50);
        Console.Write("\b\b\b");
    }
    Console.WriteLine();
}

上述程式碼會在您的 main 方法內建立區域函式。 這仍然無法重複使用。 因此,將該程式碼擷取到類別中。 建立名為 utilities.cs 的新檔案,並新增下列程式碼:

namespace MyNamespace
{
    public static class Utilities
    {
        public static async Task ShowConsoleAnimation()
        {
            for (int i = 0; i < 20; i++)
            {
                Console.Write("| -");
                await Task.Delay(50);
                Console.Write("\b\b\b");
                Console.Write("/ \\");
                await Task.Delay(50);
                Console.Write("\b\b\b");
                Console.Write("- |");
                await Task.Delay(50);
                Console.Write("\b\b\b");
                Console.Write("\\ /");
                await Task.Delay(50);
                Console.Write("\b\b\b");
            }
            Console.WriteLine();
        }
    }
}

在最上層語句之後,具有最上層語句的檔案也可以包含檔案結尾的命名空間和類型。 但在本教學課程中,您會將動畫方法放在個別的檔案中,使其更容易重複使用。

最後,您可以清除動畫程式碼,以移除一些重複專案:

foreach (string s in new[] { "| -", "/ \\", "- |", "\\ /", })
{
    Console.Write(s);
    await Task.Delay(50);
    Console.Write("\b\b\b");
}

現在您已擁有完整的應用程式,並已重構可重複使用的部分以供稍後使用。 您可以從最上層語句呼叫新的公用程式方法,如主程式的完成版本所示:

using MyNamespace;

Console.WriteLine();
foreach(var s in args)
{
    Console.Write(s);
    Console.Write(' ');
}
Console.WriteLine();

await Utilities.ShowConsoleAnimation();

string[] answers =
{
    "It is certain.",       "Reply hazy, try again.",     "Don’t count on it.",
    "It is decidedly so.",  "Ask again later.",           "My reply is no.",
    "Without a doubt.",     "Better not tell you now.",   "My sources say no.",
    "Yes – definitely.",    "Cannot predict now.",        "Outlook not so good.",
    "You may rely on it.",  "Concentrate and ask again.", "Very doubtful.",
    "As I see it, yes.",
    "Most likely.",
    "Outlook good.",
    "Yes.",
    "Signs point to yes.",
};

var index = new Random().Next(answers.Length - 1);
Console.WriteLine(answers[index]);

上述範例會將 呼叫新增至 Utilities.ShowConsoleAnimation ,並加入額外的 using 語句。

總結

最上層語句可讓您更輕鬆地建立簡單的程式,以用來探索新的演算法。 您可以嘗試不同的程式碼片段來實驗演算法。 瞭解運作方式之後,您可以將程式碼重構為更容易維護。

最上層語句可簡化以主控台應用程式為基礎的程式。 這些包括 Azure Functions、GitHub 動作和其他小型公用程式。 如需詳細資訊,請參閱 C# 程式設計指南 (的最上層語句)